«Свободное пространство»
Константин Эдуардович Циолковский
1883
Статья является одной из первых научных работ К.Э.Циолковского и первым научным произведением в области космонавтики. Написана 20.02. — 13.04.1883 г. Работа вошла в сборник трудов «Промышленное освоение космоса», К.Э.Циолковский; М.: Машиностроение, 1989 г.
Определение свободного пространства
Свободным пространством я буду называть такую среду, в границах которой силы тяготения или совсем не действуют на наблюдаемые тела, или действуют весьма слабо в сравнении с земной тяжестью у её поверхности (с тяжестью, которую испытываем мы — люди).
Наблюдаемые тела, помещённые в свободном пространстве, естественно назвать свободными. Такая среда теоретически может и не иметь границ, в таком случае я назову её безграничной. Существование свободного пространства кажется немыслимым в действительности, потому что силы тяготения не могут быть устранены.
Распространённость свободного пространства
Но на основании законов же тяготения я объясню, что такая среда приблизительно может быть получена искусственно в мире и даже на нашей Земле.
Мало того — она не только может быть получена, но даже существует в действительности и не в виде исключения, но я сейчас докажу, что большая часть видимого нами звёздного пространства есть приблизительно пространство свободное. Поэтому, если человек — участник не только Земли, но и неба, то явления свободного пространства должны быть ему особенно интересны. Звёзды помещены в свободном пространстве, и большая часть мирового пространства — есть пространство свободное.
Представим себе мировое пространство, усеянное звёздами и планетами.
Наблюдения астрономов показывают (последующие числа взяты из популярной астрономии Араго), что скорость, с которою движется центр тяжести Солнечной системы, составляет около 8 км/сек.
Движения других звёзд также не очень многим отличаются от движения нашего Солнца. Так, наибольшая из замеченных скоростей — скорость Арктура — составляет приблизительно 80 км/сек.
Рассмотрим влияние тяготения на тела, помещённые в пространстве движения Арктура.
Если бы скорость Арктура никогда не изменяла своей величины и направления, то из этого можно [было] бы заключить, что Арктур движется по инерции и что на него не действует тяготение окружающих звёзд. Или, может быть, тяготение одной части звёзд уничтожает притяжение остальной противоположной части звёзд.
В последнем случае пространство Арктура можно назвать средою уравновешенных сил тяготения.
Явления этой среды совершенно те же, что и явления среды, совсем лишенной тяготения. Поэтому и в таком случае можно сказать, что пространство Арктура — свободное пространство. Но, может быть, Арктур не движется равномерно, может быть, он даже несколько тысяч лет тому назад совсем был неподвижен и только влияние звёзд сообщило ему скорость в 80 км/сек. В таком случае нужно допустить, что равнодействующая сил тяготения звёзд не равна нулю, а имеет некоторую величину.
Определением этой величины я и займусь. Если эта равнодействующая имеет какую-нибудь определённую величину, то, по крайней мере, в продолжение нескольких тысяч лет величина и направление этой равнодействующей не могли измениться. Действительно, угловые положения звёзд с древних времён почти не изменились, так что и равнодействующая сил, истекающих из этих звёзд, также не могла изменить ни своего направления, ни напряжения.
Итак, в продолжение нескольких тысяч лет (допустим 3 тыс.) на Арктур действовала постоянная сила тяготения, которая сообщила ему скорость не более 80 км/сек. (Предполагая это ускорение постоянным, нетрудно его вычислить и сравнить с ускорением тел у земной поверхности).
Ускорение Арктура в 1 сек равно 80-1,000: (3000*365*24*60*60), т. е. около 1/1,000,000=0,000001 м/сек2.
Ускорение же тела у земной поверхности составляет около 10 м/сек2. Последнее больше первого в 10: 1/1,000,000 = 10,000,000.
Следовательно, земная поверхностная тяжесть в десять миллионов раз больше той тяжести, которая приводит в движение Арктур.
Но, по всей вероятности, на Арктур действует почти постоянная сила, почти по одному направлению уже миллионы или триллионы лет, и, следовательно, величина этой силы в биллионы раз меньше земной тяжести у поверхности.
Действие тяготения на другие звёзды гораздо слабее его действия на Арктур, который, может быть, находится близ какой-нибудь звёзды. Так, [скорость] движения Солнца, я уже говорил, составляет около 8 км/сек.
Итак, большинство небесных тел (звезды) помещены в пространстве, где они почти предоставлены самим себе, потому что влияние на них окружающих звёзд чрезвычайно слабо.
Таким образом, мировое пространство есть свободное пространство, а звёзды — тела свободные.
Конечно, с миллионами лет должно обнаружиться влияние их друг на друга, криволинейность их путей — верный признак влияния сил тяготения, но в продолжение нескольких веков их движения не могут заметно отличаться от тех движений, которые бы они совершали, если бы были помещены в свободном пространстве.
Хотя звезда, рассматриваемая как целое, и помещена в свободном пространстве, но нельзя того же сказать про части этой звезды, которые имеют более или менее значительное притяжение друг к другу.
Так, тела, лежащие на поверхности Солнца, помещены в среде, тяготение которой в 28 раз больше земного.
Вы ознакомились лишь с одной из работ Константина Эдуардовича Циолковского.
Хотите узнать больше? На нашем сайте в разделе «Научное наследие» вы найдете множество его статей, доступных как для онлайн-чтения, так и для бесплатной загрузки в формате PDF.
Приятного погружения в мир мыслей и идей великого ученого!